Tres estudios que se presentarán en la 69ª Reunión Anual de la Sociedad Americana de Epilepsia AES describen dispositivos y tecnologías novedosos que podrían remodelar la comprensión actual de los complejos mecanismos que sustentan el desarrollo de ataques en el cerebro.
Dos de los tres estudios revelan información sobre las redes neuronales que producen y propagan la actividad convulsiva, proporcionando información que podría ayudar a refinar y dirigir las intervenciones quirúrgicas.
En el primer estudio, resumen 2.076 | A.05 los investigadores de la Universidad de Pensilvania describen una serie de electrodos transparentes que pueden capturar imágenes de alta resolución de la actividad neuronal en un cerebro animal vivo y al mismo tiempo recopilar información electrofisiológica sobre la función neuronal.
El equipo demostró previamente la tecnología en un solo electrodo de grafeno fijado a muestras de laboratorio de tejido cerebral. Según los autores, el grafeno es un material ideal debido a su flexibilidad, alta conductividad eléctrica y la oportunidad de personalizar las características de su superficie.
Ahora, los investigadores describen su uso de nuevas técnicas de nanofabricación para construir conjuntos neurales a base de grafeno para el registro y la estimulación. Los experimentos en ratas anestesiadas en vivo revelaron que los electrodos son capaces de registrar la actividad epileptiforme con una alta relación señal / ruido, alta resolución espacial y temporal, y sin artefactos inducidos por la luz.
"Esta tecnología podría permitir a los investigadores estudiar con un detalle sin precedentes cómo funcionan y cambian los circuitos epilépticos con el tiempo", dice el autor Duygu Kuzum, Ph.D., investigador de la Universidad de Pennsylvania.
Un segundo estudio resumen 2.081 | A.06 explora nuevas técnicas para mapear las redes neuronales que dan lugar y exacerban la actividad convulsiva, proporcionando información que podría ayudar a impulsar el éxito de la cirugía de epilepsia. Investigadores de la Clínica Cleveland estudiaron 15pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos que se sometieron a un procedimiento llamado estereoelectroencefalografía SEEG, en el cual los electrodos se implantan quirúrgicamente en el cerebro para registrar la actividad eléctrica y mapear las redes epilépticas putativas. Luego, los investigadores utilizaron fMRI para registrar la actividad cerebral de los pacientes durante la electricidad directaestimulación de las redes. Los puntos centrales de la rama o los ganglios de la red se eliminaron mediante cirugía o ablación con láser. Según los autores, el método produjo mapas robustos de redes epilépticas y facilitó resultados quirúrgicos exitosos en 14 de los 15 pacientes.
"Nuestro estudio demuestra que es posible combinar la estimulación eléctrica directa con fMRI en humanos", dice Jorge Gonzalez-Martinez, MD, Ph.D., neurocirujano de la Clínica Cleveland. "Este método allana el camino para la altaLos estudios de resolución de la conectividad cerebral y podrían ayudar a refinar el láser ablativo y otros procedimientos de neuromodulación para la epilepsia ".
En un tercer estudio, resumen 2.083 investigadores de la Universidad de Toronto describen un dispositivo capaz de detectar y disminuir la actividad convulsiva. El dispositivo de circuito cerrado tiene como objetivo tratar la epilepsia mediante una breve estimulación eléctrica en las etapas tempranas o tardías de la convulsiónformación, similar a cómo un marcapasos puede detener los ritmos cardíacos anormales.
Los investigadores desarrollaron algoritmos de detección de ataques para el dispositivo en dos modelos de epilepsia en ratas y programaron dos iteraciones del dispositivo, conocidas como CLS-V1 y CLS-V2, para administrar la breve estimulación eléctrica antes o en segundos de,inicio de convulsiones. Probaron los dispositivos en ratas con convulsiones descritas como agudas convulsiones repetidas durante un período de 2 horas o crónicas un promedio de cinco convulsiones por día durante varios días.
Sus hallazgos revelan que el dispositivo CLS-V1, que detectó convulsiones aproximadamente 21 a 53 segundos antes del inicio en los grupos agudos y crónicos, respectivamente, fue un poco menos preciso que el dispositivo CLS-V2, que detectó convulsiones dos o cuatro segundos despuésinicio en los grupos agudos y crónicos. Sin embargo, el CLS-V1 fue mucho más efectivo, reduciendo la frecuencia de las convulsiones en un 81 por ciento en ratas con epilepsia aguda y 90 por ciento en ratas con epilepsia crónica. Por el contrario, el CLS-V2 redujo la frecuencia de las convulsiones en58 por ciento y 76 por ciento en los grupos agudos versus crónicos.
"La estimulación breve de ciclo cerrado en una etapa temprana de la formación de convulsiones es más efectiva para detener el desarrollo de las convulsiones que la estimulación en una etapa posterior, presumiblemente porque es más fácil interrumpir un aumento de actividad antes de que se desarrolle la convulsión completa que detenerla a mitad de camino", dice el autor M. Tariqus Salam, Ph.D., investigador de la Universidad de Toronto.
Además de ayudar a los pacientes con epilepsia, el enfoque de circuito cerrado puede proporcionar una nueva estrategia terapéutica para pacientes con síndromes neuropsiquiátricos, que comparten algunos de los patrones anormales de actividad cerebral exhibidos por las ratas con ataques agudos y crónicos.
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Epilepsia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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